三星将领先台积电量产3nm，台媒：赢了面子、输了里子

【文/观察者网 吕栋】
日前，三星电子在财报中展望2022年二季度时提到，“将通过在世界上率先量产3nm制程（GAA 3-nano）来提高技术领先地位”。这被外媒解读为该公司将在未来几周实现3nm制程量产。而全球最大的晶圆代工厂台积电按计划要到2022年下半年才能量产3nm，在时间上落后于三星电子。
尽管台积电对竞争对手不予置评，但台媒《经济日报》还是为台积电“站台说话”，称三星虽然宣称3nm即将量产，但从晶体管密度、功耗等关键指标看，三星的3nm实际上与台积电的4nm及英特尔的Intel 4（原英特尔7nm）制程相当，且良率可能存在问题。
台媒评论三星，“表面上赢了面子，实际上还是输了里子”。

台湾《经济日报》报道截图
作为当前全球芯片代工市场的“老二”，三星电子一直希望能在晶圆代工领域超车“老大”台积电。但由于双方均持续投入，竞争格局近年来并无明显变化，台积电目前仍占据着全球过半份额。
因此，三星电子不得不从制程方面下手，希望通过领先台积电量产更先进的制程，来争夺更多的客户。
4月底，三星电子披露了2022年一季度财报。在提到代工业务时，该公司透露，尽管一季度存在供应等问题，但需求稳定，先进制程的供应有所增长。展望第二季度，该公司表示，将通过在全球率先实现3nm制程量产来提升技术领先地位，还将通过扩大供应，争取包括美国和欧洲公司在内的全球更多客户的新订单。

三星电子财报截图
TechSpot等国外科技媒体指出，三星这一表态代表着该公司正全力准备让使用环绕闸极技术（GAA）架构的3nm制程在今年上半年进入投产阶段，也就是在未来8周内启动量产程序。
台积电的3nm制程也计划在2022年量产，不过是在下半年。
在4月上旬举行的业绩会上，台积电方面透露，采用鳍式场效晶体管（FinFET）架构的3nm依原计划在下半年量产，将是下个大成长节点；2nm制程预计于2025年量产，有望业界领先。
据三星方面透露，相较于该公司目前采用鳍式场效晶体管（FinFET）架构的7nm制程，即将量产的3nm制程可以在0.75伏特以下的低电压环境工作，使整体耗电量降低50%，效能提升30%，芯片体积减少45%。

不同的芯片制造架构 图源：三星电子
不过，岛内分析师指出，三星的3nm制程所能达到的晶体管密度，最终可能与英特尔的Intel 4（改名前为英特尔7nm制程），或者与台积电的5nm家族当中的4nm制程相当，但是频宽与漏电控制表现会更好，将带来更优异的能耗表现。
目前，三星新制程的最大变量还是良率。之前该公司推出的4nm制程因为良率太低，无法很好的解决高通骁龙8 Gen1处理器的发热问题，导致小米OV等多家中国手机厂商展开“散热军备大赛”，随后高通也将骁龙8 Gen1 plus处理器转单给台积电代工。岛内传出，目前三星3nm良率仅约10%出头，但未获三星证实。
另一方面，三星也未透露采用其3nm制程的客户名单。而台积电总裁魏哲家之前在业绩会上透露，该公司旗下3nm应用有诸多客户参与，预计首年相较5nm与7nm制程，会有更多的新产品设计定案，主要用于高效能运算及智能手机应用。
岛内业界认为，苹果、AMD、英伟达、高通、英特尔、联发科等公司，将是台积电3nm制程量产初期的主要客户。而台积电透露，3nm制程在今年下半年量产后，在PPA（效能、功耗及面积）及晶体管技术方面将领先业界，且有较好的良率表现。

数据来源：TrendForce集邦咨询
然而，尽管三星和台积电在先进制程上争的“你死我活”，但一个不可否认的事实是，3nm等更先进制程的用户将越来越少，原因就是成本越来越高，性价比逐步降低，部分领域也用不到3nm等制程。
美国乔治敦大学沃尔什外交学院安全与新兴技术中心（CSET）发布的信息显示，台积电一片采用3nm制程的12英寸晶圆，代工制造费用约为3万美元，大约是5nm的1.75倍。在裸片（die）面积不变（即升级架构，不增加晶体管数量）、良率不变的情况下，未来苹果A17处理器如果采用3nm制程，成本将上涨到154美元/颗，成为iPhone第一成本部件，而5nm的A15处理器只是iPhone的第三大成本零部件。

（资料图）
2021年底，台媒“Digitimes”曾报道指出，用得起台积电7nm以下先进制程的客户越来越少，大部分客户都停留在7nm，5nm以下大客户只有苹果、联发科、高通、AMD、英伟达、赛灵思，以及跨界的谷歌和特斯拉等大企业。至于台积电还没量产的3nm，客户更少。除苹果外，英特尔将是第二家采用台积电3nm制程的大客户，且对于产能相当急迫，预计未来1-2年内，英特尔有望跻身台积电前三大客户。
其实如果没有美国制裁，华为无疑也将是台积电最先进制程的用户之一，这对于台积电摊薄研发成本等方面相当重要。但事与愿违，尽管台积电“贵为”全球第一大晶圆代工厂，在技术、设备等方面也受制于美国。
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